Момент инерции.

При постройке устойчивого телескопа нам нужно свести к минимуму деформацию материалов, используемых при этом. Нам нужно, чтобы ключевые части — каркас из трубок, зеркала, качающиеся коробки — переносили нагрузки без деформации, или с минимальной возможной деформацией.

Как сильно структура деформируется под нагрузками зависит от трех вещей:

1. Размер и форма структуры.
2. Материал из которого она сделана.
3. И конечно, от действующих нагрузок.

Если вам известны эти вещи, тогда становится возможным вычислить деформацию структуры. (Мы не предполагаем, что вы будете делать это самостоятельно). Заниматься подобными вещами это дело инженеров, но понимание того, как это все работает, ключ к постройке прекрасного телескопа.

Площадь поперечного сечения луча представлена в разрезе. Рассмотрим луч 2-х дюймовой ширины, 3-дюймовой высоты и 65 футов длинной: площадь поперечного сечения 6 квадратных дюймов. Заметим, что длинна не имеет значения. Площадь поперечного сечения определяет прочность луча. То есть насколько сильны вы должны быть, чтобы сломать его, приложив усилия сдавливания и растягивания.

Момент инерции немного устаревший инженерный термин для обозначения сопротивления структуры сгибанию и используется инженерами в ином значении, чем это делают физики. В наши дни инженеры используют термин «момент инерции площади». (Вы можете заметить, что оба эти термина используются в разных книгах). Он зависит от распределения материала в структуре. Для лучей момент инерции зависит от того, как материал распределяется в луче. Основное правило заключается в том, что чем дальше располагаемый материал в луче лежит от центральной оси луча, тем больше момент инерции.

Площадь поперечного сечения и момент инерции площади абсолютно не зависят от материала в луче. Прут 1 дюйма в диаметре, сделанный из бальсового дерева имеет тот же самый момент инерции площади, что и 1-дюймовый прут из стали. Мы полагаем, что стальной прут будет прочнее по своему составу, но площадь поперечного сечения и момент инерции площади стального и бальсового прута будут сходными.

Дата добавления: 2015-11-14